Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowoczesne chłodzenie wodne zintegrowane z układem scalonym

ghost666 26 Lip 2019 22:26 1008 9
  • Nowoczesne chłodzenie wodne zintegrowane z układem scalonym
    Intensywnie przetwarzające dane aplikacje, od chipów AI i hiperskalowych centrów danych, po aplikacje lotnicze i wszystkie urządzenia zintegrowane w samochodach elektrycznych, generują ogromne ilości ciepła. Ponieważ konwencjonalne techniki zarządzania termicznego w urządzeniach półprzewodnikowych nie nadążają za całym tym gorącem, spin-off z MIT zaproponował nowy sposób na schłodzenie całej tej elektroniki.

    Po prawie pięciu latach rozwoju, firma JetCool Technologies niedawno wyszła z trybu ukrytego z nową technologią, która nazywa się chłodzeniem mikro-konwekcyjnym. Technologia ta wykorzystuje małe strumienie cieczy, które mogą być łatwo zintegrowane z układami scalonymi, jak wskazuje CEO firmy JetCool, Bernie Malouin. Powiedział on, że zdolność do umieszczania tych strumieni cieczy bez[pośrednio przylegających do miejsca, w którym generowane jest ciepło, przynosi dziesięciokrotny wzrost wydajności chłodzenia w porównaniu z obecnie stosowanymi technikami. Startup wskazuje ponadto, że uda się również uzyska porównywalną redukcję wielkości i masy systemów chłodzenia dla zastosowań lotniczych.

    Chłodzenie mikro-konwekcyjne jest również reklamowane jako dostarczające 90 procent wydajności obecnych technologii chłodzenia, ponieważ może być łatwo zintegrowane jako radiator na podłożu krzemowym bez potrzeby stosowania egzotycznych materiałów półprzewodnikowych lub złożonych pokryć, powiedział Maloiun.

    Firma wyszła ze struktur z MIT w styczniu tego roku, JetCool stara się wykorzystać 2 miliony dolarów uzyskane na inwestycję w rozwój technologii, aby sprostać rosnącym wymaganiom związanym z chłodzeniem. Zastosowania systemu są bardzo szerokie; na przykład centra danych - w celu lepszej obsługi uczenia maszynowego i w przypadku innych obciążeń wymagających dużej mocy obliczeniowej. Malouin zauważył również, że potrzeba lepszych technologii chłodzenia występuje w pojazdach elektrycznych, ponieważ coraz więcej urządzeń jest zintegrowanych z tymi projektami, a systemy zarządzania mocą coraz gorzej radzą sobie z ogromnymi ilościami ciepła.

    Podczas tegorocznego Międzynarodowego Sympozjum Mikrofalowego w Bostonie startup rozpoczął wdrażanie technologii chłodzenia mikrokonwekcyjnego. JetCool został nazwany najlepszym startupem w wewnętrznym konkursie sympozjum.

    JetCool kieruje swoją technologię również do zastosowań wojskowych i lotniczych, takich jak wzmacniacze mocy i komponenty RF. Aplikacje w zakresie elektromobilności obejmują tak falowniki jak i systemy multimedialne. Technologia jest również dostosowana do aplikacji bezprzewodowych, takich jak sieci optyczne i nadajniki 5G.

    Nowoczesne chłodzenie wodne zintegrowane z układem scalonym
    Najlepszą okazją do skalowania technologii chłodzenia są jednak korporacyjne centra danych, które są w coraz większym stopniu zasilane przez procesory graficzne - często połączone z zwykłymi procesorami - jak również pojawiające się układy AI i ASIC. Wszystkie one wykorzystywane są do obsługi bardzo wymagających zadań, ponieważ firmy te wdrażają coraz więcej rozproszonych aplikacji.

    Wiele z tych przypadków użycia przekłada się na podwojenie lub potrojenie gęstości mocy do zupełnie nowych poziomów, co skłania operatorów centrów danych do poszukiwania nowych sposobów rozpraszania ciepła generowanego przez szafy serwerów.

    Podejście omawianej firmy odzwierciedla również poszerzające się badania nad nowymi sposobami chłodzenia elektroniki w miarę wzrostu ilości wytwarzanego ciepła i rozpraszania mocy. Obecne metody zarządzania ciepłem obejmujące zdalne chłodzenie działają tylko poprzez zwiększenie masy i objętości komponentów elektronicznych i ilości chłodziwa.

    MIT rozpoczął rozwój systemów chłodzenia z wykorzystaniem technologii konwekcyjnej w 2012 r. W tym samym roku Agencja ds. Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) zainicjowała powiązany z tym program o nazwie Intrachip/Interchip Enhanced Cooling. Program DARPA, znany również jako ICECool, badał wbudowane techniki zarządzania termicznego w układach scalonych, w tym możliwość integracji chłodzenia mikrostrumieniowego wewnątrz samego podłoża układu scalonego lub w jego obudowie. Jednym z celów było włączenie nowych technik zarządzania termicznego do procesu projektowania układów scalonych.

    Źródło: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334897#

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9303 postów o ocenie 6884, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Computer Controls
  • #2
    procsa
    Poziom 25  
    Czy to jest coś takiego jak tutaj? Jeżeli tak to przewidywali to na 2020r. Ładnie....
  • #3
    pawelr98
    Poziom 37  
    Jako osoba użytkująca komputer chłodzony cieczą widzę tu kilka problemów.

    Przecieki, zatykanie się oraz korozja.

    W przypadku komputerów normalną praktyką jest rozbieranie bloków wodnych w celu czyszczenia. A jak wyczyścić takie małe zintegrowane bloczki?
  • Computer Controls
  • #4
    procsa
    Poziom 25  
    Będzie użyte coś innego niż woda, coś z czego nie robi się "syf", Ja tu widzę układ mikro wodny.
  • #5
    pawelr98
    Poziom 37  
    procsa napisał:
    Będzie użyte coś innego niż woda, coś z czego nie robi się "syf", Ja tu widzę układ mikro wodny.


    W przypadków komputerów również stosuje się różne czynniki ale nadal syf się osadza.
    To nie jest takie proste.

    W przypadku komputerów unikam jak ognia ładnie wyglądających bloków z pleksi.
    Mają tendencje do pękania w wyniku cykli temperaturowych.
    W przypadku układów mikroprocesorowych ze zintegrowanym blokiem wyciek będzie bardziej dotkliwy bo chłodziwo pójdzie w głąb układu.

    Do tego dochodzi ryzyko związane z zabezpieczeniami układu.
    Sam raz miałem zatrzymanie obiegu(zbyt niskie ciśnienie, od tamtego czasu pracuje non-stop na pełnej mocy) co skończyło się wygotowaniem chłodziwa z bloku.
  • #6
    czareqpl
    Poziom 29  
    Wygląda na to, że wciąż najbezpieczniejszą metodą chłodzenia układów cieczą jest zanurzenie całości w oleju :)
  • #7
    Trzyzet
    Poziom 20  
    pawelr98 napisał:
    Jako osoba użytkująca komputer chłodzony cieczą widzę tu kilka problemów.

    Przecieki, zatykanie się oraz korozja.

    W przypadku komputerów normalną praktyką jest rozbieranie bloków wodnych w celu czyszczenia. A jak wyczyścić takie małe zintegrowane bloczki?


    Musisz to koniecznie powiedzieć naukowcom z DARPA :) Na pewno o tym zapomnieli :)
  • #8
    pawelr98
    Poziom 37  
    Trzyzet napisał:
    pawelr98 napisał:
    Jako osoba użytkująca komputer chłodzony cieczą widzę tu kilka problemów.

    Przecieki, zatykanie się oraz korozja.

    W przypadku komputerów normalną praktyką jest rozbieranie bloków wodnych w celu czyszczenia. A jak wyczyścić takie małe zintegrowane bloczki?


    Musisz to koniecznie powiedzieć naukowcom z DARPA :) Na pewno o tym zapomnieli :)


    Nie twierdzę że się nie da.

    Chłodzenie wodne półprzewodników zwykle odbywa się poprzez blok wodny.
    Czyli po prostu skuteczne odbieranie ciepła z obudowy układu.

    W przypadku takich małych rurek zapewne trzeba użyć systemu filtracji, częściej wymieniać chłodziwo oraz stosować inny niekonwencjonalny czynnik.

    Kwestia ceny jaką jesteśmy w stanie zapłacić.

    Osadzanie się "syfu" najczęściej odbywa się na wszelakich żebrowaniach(zwiększenie powierzchni wymiany ciepła) w bloku. Przy zwykłych rurkach istniała by możliwość czyszczenia poprzez wysokie ciśnienie ale i tak nie ma 100% pewności że cały syf się oderwał.
    100% pewność daje jedynie czyszczenie mechaniczne.

    Są też systemy chłodzenia freonem, wtedy półprzewodniki można schładzać do ok.-40°C (jeden stopień),-80°C(dwa stopnie) czy nawet -110°C (trzy stopnie).

    Mówimy tu o systemach mogących pracować w sposób ciągły.

    Bo jest jeszcze dziedzina gdzie mamy ciekły azot (-196°C) lub ciekły hel(-268°C).
    O ile mi wiadomo takie ciekłe gazy stosuje się także przy chłodzeniu potężnych elektromagnesów w ośrodkach badawczych i medycznych.
    W "cywilnych" ten pierwszy gaz jest lubiany przy biciu rekordów overclockingu(drugi jest koszmarnie drogi).
  • #9
    Kraniec_Internetów
    Poziom 42  
    @pawelr98 moim zdaniem trochę przesadzasz z tym czyszczeniem bloków. Też miałem przez 2 lata procesor chłodzony AIO i zrezygnowalem z czyszczenia. Po prostu nie było czego czyścić.
    Widzę za to inny problem - co gdy scalak wystrzeli? Gdy będziemy mieli tak chłodzone tranzystory, a przy zwarciu tranzystor odparuje że zostaną same nóżki? Woda zaleje całą elektronikę. I zamiast wymienić tranzystor, wymienimy całe urządzenie.
  • #10
    pawelr98
    Poziom 37  
    Kraniec_Internetów napisał:
    @pawelr98 moim zdaniem trochę przesadzasz z tym czyszczeniem bloków. Też miałem przez 2 lata procesor chłodzony AIO i zrezygnowałem z czyszczenia. Po prostu nie było czego czyścić.
    Widzę za to inny problem - co gdy scalak wystrzeli? Gdy będziemy mieli tak chłodzone tranzystory, a przy zwarciu tranzystor odparuje że zostaną same nóżki? Woda zaleje całą elektronikę. I zamiast wymienić tranzystor, wymienimy całe urządzenie.


    Jeśli coś wymaga chłodzenia wodnego to zazwyczaj mówimy o sprzęcie drogim który będzie pracował długi czas.

    W układach chłodzenia stosuje się zazwyczaj ciecze nieprzewodzące.
    Zalanie już raz miałem, trzeba było wyczyścić płytę i działa do dzisiaj.

    Wytrącają się głównie dodatki w chłodziwie.
    Wszelakie dodatki antyglonowe, antykorozyjne itp.

    Układy AiO używają innego czynnika, glikolu. Brak korozji mimo użycia różnych metali (aluminium + miedź, w normalnym układzie korozja murowana), glony też nie chcą rosnąć.
    Ma on wady choćby w postaci o połowę gorszej pojemności cieplnej.
    Dlatego normalne systemy używają wody demineralizowanej z odpowiednimi dodatkami i używają metali gdzie problem korozji nie wystąpi (blok niklowane lub z metali nie reagującymi między sobą).